(57)【要約】【課題】ＩＣチップ４を実装する半導体パッケージ１において、高速伝送でのスキューを満たし、半導体パッケージ１内の配線密度が向上し、プリント配線板への実装密度の向上した半導体パッケージ及びプリント基板を提供することを課題とする。【解決手段】半導体パッケージ１を実装するために電気的接続をするピン２配置であって、その最外周にあるピンが六角形の線７上に配置されている半導体パッケージ１を、半導体パッケージ１の六角形の一つの辺上に配置されたピン２列が、他の半導体パッケージの六角形の一つの辺上に配置されたピン列と並行しかつ対向するように半導体パッケージを配置し実装しことを特徴とする。【選択図】図１
2006237110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣチップを実装する半導体パッケージにおいて、半導体パッケージを実装するために電気的接続をするピン配置であって、その最外周にあるピンが六角形の線上に配置されていることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項２】
ＩＣチップの電気的接続をするパッドの配置であって、パッドが三角形以上の多角形の線上に配置されているＩＣチップを実装していることを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージ。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体パッケージを複数実装したプリント配線板において、半導体パッケージの六角形の一つの辺上に配置されたピン列が、他の半導体パッケージの六角形の一つの辺上に配置されたピン列と並行しかつ対向するように半導体パッケージを配置し実装されたことを特徴とするプリント配線板。
【請求項４】
半導体パッケージを実装したプリント配線板において、ＩＣチップのパッドの配置が三角形以上の多角形の線上に配置された請求項２に記載の半導体パッケージを、請求項１に記載の半導体パッケージの周辺に、三角形以上の多角形の一辺のパッド列と六角形の一辺のピン列とが並行しかつ対向するように配置し実装されたことを特徴とするプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速伝送のＩＣチップを実装する半導体パッケージ、及びそれを実装したプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体パッケージやプリント配線板の高速伝送において、異なる線路長は、一度に複数の線路に同時にデータを転送するバス配線では、大きな問題となる。例えば、クロック周波数を１．０［ＧＨｚ］とすると、その周期は、Ｔ＝１／１×１０9＝１［ｎｓ］である。この時の複数ある線路に伝送する波形の許容される信号間の時間的ズレ（スキュー）を５［％］以下に抑えると考えた場合、そのスキューは、０．０５［ｎｓ］となる。０．０５［ｎｓ］と言う時間は、線路長に換算すると線路構造によっても異なるが、マイクロストリップラインでは約９［ｍｍ］である。この線路長は、ＩＣパッケージ単体では勿論のこと、ＩＣパッケージとＰＣＢを足した線路長を考えると、明らかに短い。このことは、スキューによる波形のズレを常に考慮し、基板を設計しないと伝送不能になる可能性があり、電気特性に大きな影響を与える長さであると言える。また、従来の構造では、ＰＣＢに実装された２つのＩＣパッケージ間でのバス配線では、線路長を考慮した場合、直線的に引くことが出来た。しかし、３つのＩＣパッケージ間で、お互いの伝送を行うことを考えると、斜め配線がある事で、伝送距離が長いところを考慮して等長配線を行わなければならなかった。
【０００３】
以下に公知の文献を示す。
【特許文献１】特開平６−３３４１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＩＣパッケージの大きさは、４〜５［ｃｍ］角であるが、ＩＣチップを真ん中に実装し配線を行うと、中心からの距離は、最も短い所で２〜２．５［ｃｍ］、最も長い所で２．８〜３．５［ｃｍ］となる。この距離は、さきほど挙げたスキューの内に収めるには、非常に厳しい。さらに、ＩＣチップとＩＣパッケージだけでは回路の動作はせず、ＰＣＢに実装し、様々な回路と組み合わせることで動作している。ここまで考えると、さきほどのスキュー内には収まっていない。現在、ＩＣパッケージ内とＰＣＢでスキューを調整するのは、ミアンダ配線を行っているが、ミアンダ配線による配線密度の低下、インダクタンス、クロストークの影響が、高速伝送では無視できなくなってくる。そこで、この等長配線用のミアンダパターンを除去することで、高速伝送を可能とし、更にはミアンダパターンが無くなることにより、そのスペースにラインを引けることで集積度の向上、もしくは、ＩＣパッケージの縮小が行える。
【０００５】
また、上記の例では、１［ＧＨｚ］としたが、近年クロック周波数のスピードは上昇の一途であり、１［ＧＨｚ］以上のクロック周波数となれば、ＩＣパッケージでのスキュー調整も非常に重要となる。
【０００６】
本発明は、高速伝送でのスキューを満たし、半導体パッケージ内の配線密度が向上し、プリント配線板への実装密度の向上した半導体パッケージ及びプリント基板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、係る課題に鑑みなされたもので、請求項１の発明は、ＩＣチップを実装する半導体パッケージにおいて、半導体パッケージを実装するために電気的接続をするピン配置であって、その最外周にあるピンが六角形の線上に配置されていることを特徴とする半導体パッケージとしたものである。
【０００８】
このような半導体パッケージを用いて、お互いにピン列を並行かつ対向するようにプリント配線板へ実装することによって、１対１の通信では、等長配線が行え、さらに六角形ピン配置の半導体パッケージを多数実装することで、１対２の通信で等長配線が行える。これにより、スキューを減らし高速伝送に耐えることができる。また、ミアンダパターンを減少でき、これにより半導体パッケージ内の配線密度の向上、プリント配線板への実装密度の向上できる。
【０００９】
本発明の請求項２の発明は、ＩＣチップの電気的接続をするパッドの配置であって、パッドが三角形以上の多角形の線上に配置されているＩＣチップを実装していることを特徴とする請求項１記載の半導体パッケージとしたものである。
【００１０】
このようなＩＣチップを実装することによって、チップとパッケージ間も等長配線が行え、さらに密度の向上ができる。
【００１１】
本発明の請求項３の発明は、請求項１に記載の半導体パッケージを複数実装したプリント配線板において、半導体パッケージの六角形の一つの辺上に配置されたピン列が、他の半導体パッケージの六角形の一つの辺上に配置されたピン列と並行しかつ対向するように半導体パッケージを配置し実装されたことを特徴とするプリント配線板としたものである。
【００１２】
このように実装することによって、１対１の通信では、等長配線が行え、さらに１対２の通信で等長配線が行え、これにより、スキューを減らし高速伝送に耐えることができる。また、ミアンダパターンを減少でき、これにより半導体パッケージ内の配線密度の向上、プリント配線板への実装密度の向上できる。
【００１３】
本発明の請求項４の発明は、半導体パッケージを実装したプリント配線板において、ＩＣチップのパッドの配置が三角形以上の多角形の線上に配置された請求項２に記載の半導体パッケージを、請求項１に記載の半導体パッケージの周辺に、三角形以上の多角形の一辺のパッド列と六角形の一辺のピン列とが並行しかつ対向するように配置し実装されたことを特徴とするプリント配線板としたものである。
【００１４】
このように三角形以上の多角形のＩＣチップを配置することによって、チップとパッケージ間も等長配線が行え、さらに密度の向上ができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上のような構成であり、以上のような作用を持つから、高速伝送が可能で、半導体パッケージ内の配線密度が向上し、プリント配線板への実装密度の向上した半導体パッケージ及びプリント基板とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の半導体パッケージ及びプリント配線板の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の半導体パッケージの１例を示した説明図で、図１（ａ）は上面からみた説明図、図１（ｂ）は側面から断面で見た模式説明図である。本例の半導体パッケージ
１は六角形ＩＣパッケージとしており、一表面の中心にＩＣチップ４が配置され、チップ４からパッケージ周辺に伝送線路３で配線されている。伝送線路はバイアホール８（図（ａ）には図示せず）を経由し多層配線層に接続され、パッケージの他の面（最下層）のピン２に接続される。パッケージの他の面には、仮想の六角形状の線７上に最外周のピン（電気的接続を行う部）２が配置されている。この例では、四角形のＩＣチップ４を載せている。六角形ＩＣパッケージ１に四角形のＩＣチップを載せてもＩＣチップ４自体は大きくとも約２０［ｍｍ］角であることから、等長配線に影響はない。尚、図（ａ）のパターンは説明のためのもので、最下層について、最外周のピン２についてのみ破線で示してある。また、図（ｂ）の側面から見た説明図は、配線層とピンの説明のためのもので、図（ａ）のパターンと本断面とは必ずしも一致しない。
【００１８】
図１に示した例では、六角形パッケージにおいて最も短い線路長が２〜２．５［ｃｍ］とすると、最も長い線路長は２．３〜２．９［ｃｍ］となる。すなわち、六角形ＩＣパッケージを図１でその天地の辺間の距離を４〜５［ｃｍ］とした場合、最も短い線路は，４／２〜５／２＝２〜２．５［ｃｍ］となり、最も長い線路は，（４×２）／（２×√３）〜（５×２）／（２×√３）＝２．３〜２．９［ｃｍ］となる。
【００１９】
ここで，六角形ＩＣパッケージの上記天地辺間を４［ｃｍ］とすると、最も長い線路と最も短い線路との差は、２．３−２．０＝０．３［ｃｍ］＝３［ｍｍ］となる。なお、六角形ＩＣパッケージを図１でその左右端の距離を４［ｃｍ］とした場合、最も長い線路と最も短い線路との差は、さらに小さい。これは、先ほど挙げたスキューの線路長に収まっており（クロック周波数を１［ＧＨｚ］とした場合のスキュー（５［％］以下。距離で９［ｍｍ］以下））、六角形パッケージ内でスキューの調整を行うミアンダパターンが必要ないと言える。六角形パッケージ内にミアンダパターンが必要ないと言うことは、それだけ配線間に余裕があり、ＩＣパッケージ自体を小さくする事ができる。このことは、同じクロック周波数では、スキューの面で従来の四角形パッケージより有利となる。
【００２０】
図２は、本例の六角形のＩＣパッケージを実装したＰＣＢを上面で見た説明図である。図では、ＰＣＢ５上に、パッケージ１の六角形の一つの辺上に配置されたピン列が、他のパッケージ１の六角形の一つの辺上に配置されたピン列と並行しかつ対向するようにパッケージ１を配置し実装されている。
【００２１】
ＰＣＢ５上に実装されたパッケージ１は伝送線路６で接続されている。このように六角形状の線７上に最外周のピン２を配置し、ＩＣパッケージ１を六角形とすることで、最大で１：３のＩＣパッケージ間の等長配線が容易になり（チップａ−チップｂ、チップａ−チップｃ、チップｂ−ｃチップ間の配線）、ＰＣＢ５に実装する実装密度も向上する。ただ、パッケージは必ずしも六角形にする必要は無く、特に配線に寄与しない辺は他の形状でも本発明の作用効果は得られる。また、ピン配置も必要な仮想六角形の辺に配置すれば良く、必ずしも全ての辺に配置する必要は無い。
【００２２】
図２に示したＰＣＢ５に六角形パッケージ１を実装した例では、六角形パッケージ１を図のように配置することで、１つのＩＣパッケージに対して２つＩＣパッケージが等長配線を行うことができる。これにより３つのＩＣパッケージが等長配線で結ばれ３つのＩＣパッケージ同士がバス通信を行える。さらに、六角形の各辺から六角形パッケージに配線を引くことで、１つのＩＣパッケージに対して最大６つのＩＣパッケージを配置することができる。これにより実装密度の向上する。また、等長配線の減少によりミアンダパターンが減少、ＩＣパッケージの実装密度が向上する。さらに、ＰＣＢ自体を六角形することで、ＰＣＢ同士の接続にも同様の効果を得ることができる。
【００２３】
図３（ａ）は、本発明の半導体パッケージの他の例を上面からみた説明図、図３（ｂ）
はこの例で配置されている三角形状のＩＣチップを上面から見た説明図である。本例では、三角形状のＩＣチップ４００のパッド９の配置は、三角形の線１０上に配置されている。このＩＣチップ４００は６個、お互いに隣り合わせになる様にパッケージ１００に配置されている。図（ａ）では、パッド９及び三角形の線１０はパッケージ１００の外周部に向いた辺のみ示してある。この外周部に向いた辺のパッド９０は、パッケージ１００の外周部のピン２００配置と並行して配置されており、リード線（図示せず）により伝送線路３００に接続されている。他の２辺のパッドからの配線は、外周部に向いた辺のパッド９０間からリードをパッケージ１上の配線に接続してある（図示せず）。パッケージのピン２配置や、伝送線路３とピン２との配線については、上記１例と同様である。
【００２４】
このように三角形にパッド９を配置したＩＣチップ４００をパッケージ１００に実装することによって、チップ４００のパッド９からの配線で、外周部に向いた辺のパッド９０とパッケージのピン２００間も等長配線が行え、さらに密度の向上ができる。
【００２５】
また、この例の半導体パッケージを、上記１例のパッケージの周辺に、三角形の一辺のパッド列と、上記１例の六角形の一辺のピン列とが並行しかつ対向するように配置し実装して、プリント配線板を作成する。このように実装することによって、チップとパッケージ間も等長配線が行え、さらに密度の向上したプリント配線板ができる。
【００２６】
本例では、三角形のＩＣを隣り合わせて配置したが、例えば三角形のインターポーザを作成しその上にＩＣを配置した構成でも良い。このようにすることによって、上記の外周部に向いた辺のパッドと伝送線路を接続し、他の辺のパッドはインターポーザから直接内部の多層配線部分に接続することができる。
【００２７】
また、本例のように６個のＩＣとする必要は無く、利用する回路によって個数を減らして良い。
【００２８】
さらに、三角形に変えて多角形のＩＣでもよい。このようなＩＣを隣同士に配置した場合、隙間が出来ることもあるが、この場合も上記のように外周部に向いた辺のパッドを、パッケージの外周部のピン配置と並行して配置し、伝送線路と接続することによって、同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の半導体パッケージの１例を示した説明図で、（ａ）は上面からみた説明図、（ｂ）は側面から断面で見た説明図である。
【図２】１例の六角形パッケージを実装したＰＣＢを上面で見た説明図である。
【図３】本発明の半導体パッケージの他の例を示した説明図で、（ａ）は上面からみた説明図、（ｂ）は本例で配置されている三角形状のＩＣチップを上面から見た説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１・・・六角形パッケージ
２・・・ピン（電気的接続部）
３・・・伝送線路
４・・・ＩＣチップ
５・・・ＰＣＢ
６・・・ＰＣＢ内の伝送線路
７・・・仮想の六角形状の線
８・・・バイアホール
９・・・ＩＣのパッド
１０・・・仮想の三角形状の線
１００・・・六角形パッケージ
２００・・・ピン（電気的接続部）
３００・・・伝送線路
４００・・・ＩＣチップ
７００・・・仮想の六角形状の線
【図１】
2006237110.tif 000003
【図２】
2006237110.tif 000004
【図３】
2006237110.tif 000005